DE2911827C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußmesser mit einem Rotationskörper nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Ein solcher Durchflußmesser ist aus der DE-AS 12 52 427 bekannt. Ein derartiger Durchflußmesser arbeitet insbeondere bei relativ großen Durchflüssen sehr linear, d. h., es herrscht eine gute Proportionalität zwischen dem Durchfluß durch den Strömungskanal und der Drehgeschwindigkeit des Rotationskörpers, die in eine entsprechende elektrische Meßgröße umgewandelt werden kann. Der Proportionali­ tätsfaktor hängt dabei von den konstruktiven Gegebenheiten des Rotationskörpers, insbesondere von dessen Abmessungen, ab, die Fertigungstoleranzen unterworfen sein können. Außerdem kann in den Proportionalitätsfaktor die Lagerreibung eingehen. Zur weiteren Ausdehnung des Bereichs guter Proportionalität nach kleinen Durchflußmengen hin ist bei dem bekannten Durchflußmesser der Rotationskörper gegen die Kraft einer Feder unter dem Einfluß des strömenden Mediums in der Bohrung des Gehäuses verschiebbar gelagert. Durch diese Maßnahme wird zwar die sogenannte Umlaufzahl oberhalb einer bestimmten Durchflußmenge vergleichmäßigt, eine Eichung des Durchflußmessers, d. h., die Herstellung einer vorgegebenen Beziehung zwischen der Durchflußmenge und der Drehzahl des Rotationskörpers, ist dadurch jedoch nicht möglich.

Auch bei dem Meßwerk für Mengenmeßgeräte nach der DE-OS 17 73 424 erfolgt eine Verschiebung des Turbinenrades in axialer Richtung abhängig von der Durchfluß­ menge, wobei zur genaueren Einhaltung der Umlaufzahl zusätzliche Mittel zur Begrenzung der Axialverschiebung des Turbinrades vorgesehen sind. Die erwünschte Eichung, also die Grundeinstellung der Umlaufzahl, ist auch mit den in der DE-OS 17 73 424 offenbarten Maßnahmen nicht in einfacher Weise möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, möglichst einfach Mittel zur Eichung eines Durchflußmessers mit einem Rotationskörper der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die direkt an dem Durchflußmesser vorgesehen sind, so daß die Drehzahl des Rotationskörpers beeinflußt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Haupt­ anspruchs angegebenen Maßnahmen.

Die gewünschte Einstellung kann durch Selbsthemmung der Einstellmittel lang­ zeitig beibehalten werden.

In der ersten Ausführungsform des Durchflußmessers ist weiterhin vorteilhaft vorgesehen, daß das als Drucklager ausgebildete zweite Lager als zylindrisches Teil mit einem Außengewinde geformt ist, welches in ein Gewindeloch eines Drei­ beins, das in dem Strömungskanal fest angeordnet ist, eindrehbar ist.

Diese erste Variante ist besonders wenig aufwendig, da nur anstelle eines mit dem Dreibein eine einstückige Einheit bildenden zylindrischen Teils, welches das Drucklager bildet, dieses Teil mit einem Gewinde in dem Dreibein eindreh­ bar sein soll.

In einer zweiten Variante des Durchflußmessers ist vorgesehen, daß das Drucklager in einem Dreibein fest angeordnet ist und daß das Dreibein äußere Führungs­ mittel aufweist, die in schraubenlinienförmige Führungs­ mittel an dem den Strömungskanal umschließenden Gehäuse eingreifen.

In diesem Fall wird also das Dreibein zusammen mit dem Drucklager verstellt, indem es in einer schraubenlinien­ förmigen Bahn gedreht wird, wobei zugleich die axiale Einstellung bewirkt wird. Die Steigung der Schrauben­ linienform kann ohne weiteres so gewählt werden, daß eine Selbsthemmung eintritt, d. h. daß sich das Dreibein unter der Einwirkung des von dem Rotationskörper auf das Drucklager ausgeübten Drucks nicht verstellt.

Im einzelnen kann die zweite Variante weiterhin zweckmäßig die Merkmale aufweisen, daß in dem Gehäuse ein Langloch schraubenlinienförmig ausgespart ist, durch das ein mit einem in dem Gehäuse drehbaren Tubus verbundener Einstell­ stift hindurchgeführt ist, und daß in dem Tubus das Dreibein befestigt ist.

Bei dieser Ausführungsform wird also durch den Tubus eine Führung des Dreibeins mit dem Drucklager in dem Gehäuse bewirkt, zugleich auch eine Abdichtung des Inne­ ren des Strömungskanals zu dem Langloch. Die axiale Ver­ stellung des Drucklagers in dem Tubus erfolgt durch Ein­ stellung des von außen zugänglichen Einstellstifts, der im Langloch verschoben wird, wobei ebenfalls eine axiale Verschiebung des Drucklagers auftritt.

Besonders herstellungsgünstig können diese Durchfluß­ messer aus Kunststoff gefertigt werden.

Die Erfindung wird im folgenden mit zwei Ausführungs­ beispielen anhand einer Zeichnung mit 4 Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Durchflußmessers im Längsschnitt,

Fig. 2 die Ausführungsform nach Fig. 1 in einer Seiten­ ansicht,

Fig. 3 eine Einzelheit einer zweiten Ausführungsform, nämlich das einstellbare Drucklager in einem Längs­ schnitt und

Fig. 4 die Einzelheit nach Fig. 3 in einer Draufsicht entgegen der Strömungsrichtung.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Gehäusewand bezeichnet, die einen Strömungskanal 2 umschließt. Die Gehäusewand besteht aus einem zylindrischen Teil 3 eines verhältnismäßig großen Durchmessers, der über einen kegelförmigen Teil 4 allmäh­ lich in einen zweiten zylindrischen Teil 5 verhältnismäßig kleinen Durchmessers übergeht. In dem kegelförmigen Teil 4 verjüngen sich also die lichten Querschnitte in Strömungs­ richtung, die mit dem Pfeil 6 angedeutet ist.

Innerhalb dieses kegelförmigen Teils 4 ist ein Rotations­ körper 7 angeordnet, der mehrere schraubenlinienförmige Wendeln aufweist, von denen in Fig. 1 der Wendel 8 erkenn­ bar ist.

Der Rotationskörper ist innerhalb des ersten zylindrischen Teils 3 drehbar gelagert, und zwar hier in einem sog. Strömungsgleichrichter 9, der aus zwei rechtwinklig zuein­ ander angeordneten, sich in der Mitte des Strömungskanals kreuzenden Wänden gebildet ist. Das Lager in dem Strömungs­ gleichrichter ist mit 10 bezeichnet und wirkt als reines Drehlager, da es als Langloch ausgebildet ist, in dem sich ein erster Wellenzapfen 11 des Rotationskörpers frei ver­ schieben kann.

Der zweite Wellenzapfen 12 des Rotationskörpers ist hingegen in einem Drucklager 13 als zweites Lager ge­ lagert, das als Sackloch aus einem zylindrischen Teil 14 ausgespart ist. Der zylindrische Teil 14 bildet mit dem Dreibein, durch welches das Medium hindurchströmen kann, eine einstückige Einheit. Das Dreibein ist mit 15 bezeichnet. Es geht in einen Tubus 16 über, der innen in dem zylindrischen Teil 5 des Gehäuses dicht, jedoch drehbar, anliegt.

Fest mit dem Tubus in Verbindung stehend, ist ein Ein­ stellstift 17, der durch ein aus dem Gehäuse ausgespartes schraubenlinienförmiges Langloch 18 (vgl. Fig. 2) hindurch­ reicht.

Je nach der Einstellung des Stifts in dem Langloch wird das Drucklager 13 in axialer Richtung eingestellt. Dem­ nach wird der Rotationskörper 7 mehr zu dem Teil des Strömungskanals verschoben, in dem der lichte Durchmesser größer ist und wo relativ geringe Strömungsgeschwindigkeiten herrschen, oder aber zu dem Teil verschoben, der in Fig. 1 rechts liegt und in dem bei verhältnismäßig kleinem lichten Durchmesser relativ große Strömungsge­ schwindigkeiten vorherrschen. Somit kann durch Verschieben des Einstellstifts 17 in dem Langloch 18 der Proportionali­ tätsfaktor zwischen dem Durchfluß des Mediums in dem Strömungskanal zu der Drehgeschwindigkeit des Rotations­ körpers 7 einreguliert werden.

Die Steigung des Langlochs 18 zu der Längsachse des Strömungskanals ist so gewählt, daß unter dem auf das Drucklager einwirkenden Druck keine selbsttätige Verstel­ lung des Einstellstifts auftreten kann.

Während die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausfüh­ rungsform von außen verstellt werden kann, sieht die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Variante eine Einstell­ möglichkeit innerhalb des Strömungskanals vor.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4, die nur den Bereich des Drucklagers an dem stromabwärts liegenden Ende des zweiten Wellenzapfens 12 zeigt, ist der Strömungskanal, der wie in Fig. 1 mit sich in Strö­ mungsrichtung verjüngenden Querschnitten ausgebildet ist, gegenüber der Darstellung in Fig. 1 um 180° gedreht, so daß hier die Strömung von rechts nach links verläuft und die von dem zweiten Wellenzapfen auf das Drucklager ausgeübte Druckkraft dementsprechend nach links wirkt.

Die Variante des Drucklagers nach den Fig. 3 und 4 zeichnet sich dadurch aus, daß das Langloch in einem zylindrischen Teil 19 ausgespart ist, welches ein Außen­ gewinde 20 aufweist. Das Außengewinde 20 ist in einem Gewindering 21 (vgl. Fig. 4) drehbar, der mit dem Dreibein 22 eine einstückige Einheit bildet. Das Dreibein 22 ist in dieser Ausführungsform fest im Innern des zylindri­ schen Gehäuseteils 5 in Fig. 1 angebracht.

Die Einstellung des Proportionalitätsfaktors zwischen der Durchflußmenge und der Drehgeschwindigkeit des Rotations­ körpers kann in der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 so getroffen werden, daß - bei geöffnetem Strömungskanal - der zylindrische Teil 19 durch ein in einen Schlitz 23 in dem zylindrischen Teil eingreifendes Werkzeug so verstellt wird, bis bei wieder verschlossenem Strömungskanal bei einer gegebenen Durchflußgröße die gewünschte Drehzahl erreicht wird.

Die zuletzt gezeigte und beschriebene Ausführungsform hat den Vorteil, daß keine versehentliche Verstellung der einmal getroffenen Eichung durch unbeabsichtiges Betätigen der Einstellmittel zu befürchten ist.

Claims (5)

1. Durchflußmesser mit einem Rotationskörper, der mindestens einen schraubenlinien­ förmigen Wendel an seinem Außenumfang aufweist und der in einem Strömungskanal, in dem gegebenenfalls stromaufwärts zu dem Rotationskörper ein Strömungsgleich­ richter angeordnet ist, mit den axial gerichteten Wellenzapfen seiner Welle in Lagern drehbar gelagert ist, wobei der Strömungskanal im Bereich des einge­ schlossenen Rotationskörpers mit sich in Strömungsrichtung verjüngendem lichtem Quer­ schnitt ausgebildet ist und der stromabwärts gerichtete Wellenzapfen in einem als Drucklager ausgebildeten ersten Lager in axialer Richtung fixiert gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Lage des Rotationskörpers (7) im Strömungskanal in Strömungsrichtung einstellbar ist, wobei das erste Lager (13) in schraubenlinienförmigen Führungsmitteln (18, 19, 20) in Strömungs­ richtung einstellbar geführt ist und der stromaufwärts gerichtete Wellenzapfen (11) in einem zweiten Lager (10) in axialer Richtung frei verschiebbar gelagert ist.

2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (13) in Strömungsrichtung selbst­ hemmend in den schraubenlinienförmigen Führungsmitteln verstellbar ist.

3. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (13) als zylindrisches Teil (19) mit einem Außengewinde (20) ge­ formt ist, welches in ein Gewindeloch eines Dreibeins (22) eindrehbar ist, das in dem Strömungskanal fest angeordnet ist.

4. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (13) in einem im Strömungskanal angeordneten Dreibein (15) befestigt ist, das äußere Führungsmittel aufweist, die in schrauben­ linienförmige Führungsmittel in dem den Strömungskanal umschließenden Gehäuse (1) eingreifen.

5. Durchflußmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) ein Langloch (18) schraubenlinien­ förmig ausgespart ist, durch das ein mit einem in dem Ge­ häuse (1) drehbaren Tubus (16) verbundener Einstellstift (17) hindurchgeführt ist, und daß in dem Tubus (16) das Dreibein (15) befestigt ist.